Вопрос №30. Строение фотосинтетического пигментного аппарата и миграция энергии в нем

Фотосинтетический аппарат состоит из трех основных компонентов: 1) светособирающих пигментов, поглощающих энергию света и передающих ее в реакционные центры; 2) фотохимических реакционных центров, где происходит трансформация электромагнитной формы энергии в химическую; 3) фотосинтетических электронтранспортных систем, обеспечивающих перенос электронов, сопряженный с запасанием энергии в молекулах АТФ.

Фотосинтетический процесс преобразования световой энергии протекает в клетках растений в специализированных мембранных структурах. У высших растений и эукариотических водорослей эти мембранные структуры локализованы в особых органеллах — хлоропластах. У прокариотических сине-зеленых водорослей они располагаются непосредственно в цитоплазме.

Мембраны фотосинтетического аппарата имеют общий с другими биологическими мембранами принцип строения и состоят из липидов и белков. Отличительной особенностью этих мембран является то, что в них «встроены» молекулы хлорофилла и других сопровождающих пигментов, которые поглощают свет и обеспечивают передачу энергии электронного возбуждения «активному центру» и в фотосинтетическую цепь переноса электрона.

Изучение хлоропластов с помощью электронного микроскопа показало, что мембранная система имеет здесь дифференцированную, очень сложную, но четко упорядоченную структуру, которая различается у разных растений характером упаковки и степенью ее выраженности. Мембранная система погружена в строму (или матрикс) хлоропласта, в которой локализованы ферменты, связанные с восстановлением углекислоты и синтезом углеводов. Существенным обстоятельством является то, что в хлоропластах, кроме систем, непосредственно участвующих в осуществлении процесса фотосинтеза, имеется также собственная (отличная от ядерной) ДНК, рибосомы и другие компоненты белоксинтезирующих систем. Для хлоропластов многих водорослей характерно также наличие специфического образования — пиреноида, функциональная роль которого остается неясной. Хлоропласты способны к делению и имеют чрезвычайно разнообразную форму у разных водорослей.

Вопрос №31. Фотосинтетическое фосфорилирование. Модель световых реакций (Z-схема). Циклическое и нециклическое фосфорилирование.

ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ, синтез аденозинтрифосфата (АТФ) из аденозиндифосфата (АДФ) и неорганического фосфора в хлоропластах, сопряженный с транспортом электронов, индуцируемым светом.

Циклическое фосфорилирование описывается уравнением:

Нециклическое фосфорилирование:

Z-схема фотосинтеза:

Пояснения к схеме. ФРС 1 – пигментная фотосистема 1(поглощает свет длиной волны 700 нм, на схеме она справа.); ФРС 2(та, что слева) поглощает свет длиной волны 680 нм. Фотон, попадая на молекулу H2O приводит к её фотолизу (выделяется кислород, 2 атома водорода и 2 электрона). Схема движения электронов показана на рисунке. От ФС 2 электрон переходит в ФС 1, затем поступает на НАДФ.

Дата добавления: 2015-05-08